第四章 微专题 光的折射与全反射-【学霸黑白题·黑题】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册(人教版2019)

微专题 光的折射与全反射 黑题专题强化绮 限时：45min 1.(2022·八省联考)如图所示为某透明介质棱3.(2022·安徽准北二模)电视机遥控器中有一 镜的截面图，其中∠B=90°，O点为AC边上的 个用透明介质封装的发光二极管：如图(a)所 一点，AC=2BC=4OC,D点为BC的中点，一激 示，它发出红外光来控制电视机的各种功能 光束由O点沿平行于AB的方向进入棱镜，由 一兴趣小组找来一个用此种材料制成的半圆 D点射出.求： 柱体，利用插针法测定该透明介质的折射率 (1)该透明介质的折射率： 实验中用A、B两个大头针确定入射光路，C、D (2)改变入射角i的大小，如果激光束射到BC 两个大头针确定出射光路.P和Q分别是入射 边但不能从BC边射出，求人射角i的正 点和出射点，且AB⊥MN,如图(b)所示.测得 弦值的取值范围.（结果可用根号表示） 半圆柱体的半径R=5cm,OP=1cm,DQ= 4cm,D到法线OQ的距离DG=2cm.已知光 速c=3.0×10m/s. (1)求该透明介质的折射率和光在该介质中 传播的速度： 2.(2022·河北模拟)有一截面为正方形的物 (2)实际测得封装二极管的半球直径d 体ABCD静止浮在水面上，刚好有一半在水 5mm,发光二极管的发光面是以EF为直 下，正方形边长1=1.2m,AB侧前方s,=0.8m 径的发光圆盘，其圆心位于半球的球心点 处有一障碍物.一潜水员在障碍物前方$，= O,如图(c)所示.为确保发光面发出的红 30m处下潜到深度为h,的P处时，看到A点 外光第一次到达半球面时都不发生全反 刚好被障碍物挡住.已知水的折射率n= 射，发光二极管的发光面半径r最大应为 多少？ 子求 (1)深度h: (2)继续下潜h2恰好能看见CD右侧水面上 E 0 方的景物，则h2为多少？ 发光面 h 水西←妇一 障得斯 0 选泽性必修第一册RJ黑白题50 4.(2022·重庆一中期中)眼球结构类似球体，5.(2022·山东青岛三模)如图甲为微棱镜增亮 眼睛发生病变时，会使眼球内不同部位对光 膜的工作原理示意图，光源通过入光面及透 的折射率发生变化.现在用一个玻璃球模拟眼 明的基材层，在棱镜层透过其表层精细的棱 球，研究对光的传播的影响.玻璃球用两个折 镜结构时，将光线经过折射、全反射、光累积 射率不同、半径均为R的半球拼合在一起，拼 等来控制光强分布，进而将光源散射的光线 合面为MN,球心为0，Q为M0的中点，PQ垂 向正面集中，并且将视角外未被利用的光通 直MN交左半球于P点.一束单色光从P点以 过光的反射实现再循环利用，减少光的损失， 跟PQ反向延长线成30°方向射人.该单色光 同时提升整体辉度与均匀度，对液晶显示屏 在左、右半球的折射率分别为n=√3和n2= (L,CD)面板显示起到增加亮度和控制可视角 2,真空中的光速为c 的效果.如图乙，△ABC为棱镜层中的一个微 (1)通过计算说明此单色光能否从右半球 棱镜的横截面，∠A=90°，AB=AC,用放在BC 射出， 边上P点的单色，点光源来模拟入射光对增亮 (2)计算此单色光在玻璃球中传播第一次到 膜进行研究，PC=3PB,已知微棱镜材料的折 达右半球与空气交界面所用时间. 射率n=im37=06,只考虑从P点发出照 射到AB边和AC边上的光线， 500 (1)若经AB边折射出的光线与BC边垂直，求 该光线在微棱镜内人射角的正弦值： (2)求从P点发出的光能从AB边和AC边射 出棱镜区域的长度L、L,之比 uH中ICD 禎镜膜 业T基膜 反射 光源 B 第四章黑白题514.C解析：设从A点发出的光线射到C点时发生全反射.则mC= 设人射角为，折射角为r,由图中几何关系可知 厅“2，则临界角C=30°，由几何关系可知光屏上光照最大半径为 11 sin i=0.8. sin r=0.6. r=BD=Ran30°= 3 R,则面积S=行R2= 3,放进C 单色光在水中的折射*为n=血_4 sin r 3 (2)当光线由水进入中间的空气达到全反射的临界角时.再往上射 人的光线就要发生全反射.不能进人气泡中，恰好在气泡位置发生全 反射的光路如图 5.C解析：设光导纤维长为1，对红光而言mG,=,红光通过光导 A-- B 纤维路程1 ,红光的光速为，=二，因此所用时间，=上，整 sin C 理得，=二：同理绿光通过光导纤维所用时间= 设发生全反射时的人射角为，折射角为，则=加二 L,故选C sin 在气泡位置拾好发生全反射时，有mC=L。3 6.A解析：设射人CD面上的人射角为A,因为在CD和EA上发生全 反射，且两次反射的人射角相等，如图所示： 由几何关系知n(-C)sim 5R 3R 可解得sim'=0.6. 散不能进人水球中的气泡的光